[发明专利]基于连杆机构的对分行走器

说明书

本发明公开了一种双足连杆对分行走器，包括髋部、腿部；髋部包括平衡板，平衡板的下端设有球形关节；腿部包括大腿和小腿，小腿与大腿铰接连接并在大腿和小腿之间形成膝关节机构，大腿与对应的球形关节连接；大腿之间设有连杆机构；髋部平衡板与连杆机构间设有驱动大腿前后摆动的腿部行进机构，以及驱动连杆伸缩的腿部张开机构；大腿与膝关节机构之间设有用于驱动膝关节机构做弯曲和伸直运动的膝关节动作机构。

技术领域

本发明属于机器人领域，特别地涉及一种基于连杆机构的对分行走器。

背景技术

行走是仿人机器人研究的基础难题。目前，世界上大多数机器人均通过实时驱动以模仿人类行走形态，因此会导致机器人行走动作缓慢，且能耗超出人的十倍的缺点，这严重制约了机器人的续航、作业、载荷能力。基于被动动力学的双足机器人具有两方面的优点：一方面，具有固有的稳定性，不需要任何控制就可以实现周期行走步态；另一方面，行走的能量消耗非常小，例如机器人Ranger的行走能量效率(Cost of Transport, COT)为0.255，已经与人类的行走COT(0.2)非常接近。

现有的基于被动动力学的双足行走机器人虽然在一定程度上能够满足模仿人类行走的技术目的，但在行走平衡的控制上仍存在不足。公开号为CN201410766404.1的中国专利申请公开了一种齿轮传动对分上体节能被动行走装置，采用的是齿轮传动实现的，但是存在结构复杂，控制难度大的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于连杆机构的对分行走器，能够始终保持上体对分，可以提高行走稳定性。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于连杆机构的对分行走器，包括髋部、腿部，其特征在于：所述髋部包括平衡板，所述平衡板的下端设有球形关节；所述腿部包括大腿和小腿，所述小腿与大腿铰接连接并在所述大腿和小腿之间形成膝关节机构，所述大腿与对应的球形关节连接，所述大腿之间设有连杆机构；所述连杆机构包括连杆A和连杆B。

所述髋部平衡板与连杆机构间设有用于驱动连杆伸缩的腿部行进机构，以及驱动连杆伸缩的腿部张开机构；大腿与膝关节机构之间设有用于驱动膝关节机构做弯曲和伸直运动的膝关节动作机构。

进一步，所述腿部行进机构包括固定安装在平衡板上的动作电机A，以及通过联轴器与所述连杆B连接的动作电机B；所述平衡板与所述连杆A之间设有转轴，所述转轴与所述连杆A固定连接，与所述平衡板旋转配合连接；所述动作电机A与所述转轴之间设有用于驱动所述转轴旋转的带传动机构I。

进一步，所述连杆A与所述连杆B旋转连接，所述连杆A与所述转轴固定连接。

进一步，所述腿部张开机构包括所述动作电机A、所述动作电机B以及所述带传动机构I。

进一步，所述动作电机B输出轴与所述连杆B垂直。

进一步，所述膝关节动作机构包括固定安装在所述大腿上的膝关节动作电机，所述大腿和所述小腿之间设有膝关节转轴，所述大腿旋转配合套装在所述膝关节转轴上，所述小腿与所述膝关节转轴同步转动；所述膝关节动作电机与所述膝关节转轴之间设有用于驱动所述膝关节转轴旋转的带传动机构II。

进一步，所述支撑板的横向轴线与所述转轴垂直，且与所述连杆A与所述连杆B交点重合。